JPH07122704B2 - Optical modulator - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表示パネルのための光学変調素子の駆動法に
関し、詳しくは双安定性を有する液晶物質、特に強誘電
性液晶を用いた表示パネル、とくに階調表示に適した液
晶光学素子の駆動法に関する。The present invention relates to a method for driving an optical modulator for a display panel, and more particularly to a display using a liquid crystal substance having bistability, particularly a ferroelectric liquid crystal. The present invention relates to a driving method of a liquid crystal optical element suitable for a panel, particularly a gradation display.

〔従来の技術〕 従来のアクテイブマトリクス駆動方式を用いた液晶テレ
ビジヨンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画素
毎のマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印加
してソースとドレイン間を導通状態とし、このとき映像
画像信号がソースから印加され、キヤパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステツド・ネマチツク;TN−液晶）が駆動し、同時に
映像信号の電圧を変調することによって階調表示が行な
われている。[Prior Art] In a liquid crystal television panel using a conventional active matrix driving method, a thin film transistor (TFT) is arranged in a matrix for each pixel, and a gate-on pulse is applied to the TFT to establish a conduction state between a source and a drain. At this time, the video image signal is applied from the source and accumulated in the capacitor, and the liquid crystal (for example, twisted nematic; TN-liquid crystal) is driven corresponding to the accumulated image signal, and at the same time, the voltage of the video signal is modulated. Is used for gradation display.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、この様なTN液晶を用いたアクテイブマトリクス
駆動方式のテレビジヨンパネルでは、使用するTFTが複
雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い製
造コストがネツクとなっているうえに、TFTを構成して
いる薄膜半導体（例えば、ポリシリコン，アモルフアス
シリコン）を広い面積に亘って被膜形成することが難し
いなどの問題点がある。However, in such an active matrix drive type television panel using TN liquid crystal, since the TFT used has a complicated structure, the number of structural steps is large and the high manufacturing cost is a problem. In addition, there is a problem that it is difficult to form a thin film semiconductor (for example, polysilicon or amorphous silicon) forming a TFT over a wide area.

一方、低い製造コストで製造できるものとしてTN液晶を
用いたパツシブマトリツクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大
するに従って、１画面（１フレーム）を走査する間に１
つの選択点に有効な電界が印加されている時間（デユー
テイー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デユーテイー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るほど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ヨンパネルには適していない。On the other hand, a display panel of a passive matrix drive system using a TN liquid crystal is known as one that can be manufactured at a low manufacturing cost. In this display panel, one screen (one frame ) While scanning
The time (duty ratio) during which an effective electric field is applied to one selected point is reduced by a ratio of 1 / N, which causes crosstalk and has the drawback of not producing a high-contrast image. In addition, it is not suitable for a display panel with a high number of wirings, particularly a liquid crystal television panel, as it becomes difficult to control the gradation of each pixel by voltage modulation when the duty ratio becomes low.

〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕 本発明の目的は、前述の欠点を解消したもので、詳しく
は広い面積に亘って高密度画素をもつ表示パネルを簡易
に作成し、また駆動に適した光学変調素子を提供するこ
とにある。本発明の目的は、階調表示駆動方式を提供す
ることにある。すなわち、本発明は、対向する一対の導
電膜間に光学変調物質が配された画素を行列状に複数配
列し、行毎に複数の画素を共通に接続した走査電極群
と、列毎に複数の画素を共通に接続した情報電極群と、
を備えた光学変調素子において、前記走査電極群は前記
導電膜とそれより低抵抗の電送ラインを有しており、隣
接する２つの電送ラインへの異なる電圧の印加によって
前記画素を構成する前記一対の導電膜間に電位差勾配が
生じるように、前記光学変調素子を駆動する駆動手段を
備えており、前記走査電極群が設けらている基板の両端
部に、前記導電膜より低抵抗の補助電極ラインが配置さ
れるとともに、該補助電極ラインが基準電位点に接続さ
れており、前記走査電極群を構成する１番目からｍ番目
のｍ本の電送ラインは、走査信号を順次印加する駆動回
路に接続されており、前記補助電極ラインはそれぞれ前
記１番目またはｍ番目の電送ラインに前記導電膜を介し
て接続されていることを特徴とする光学変調素子であ
る。本発明によれば、端部の画素においても良好な電位
差勾配法による階調表示が行える。[Means for Solving Problems] and [Operation] An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and more specifically, to easily create a display panel having high-density pixels over a wide area, and It is to provide an optical modulation element suitable for driving. An object of the present invention is to provide a gradation display driving method. That is, according to the present invention, a plurality of pixels in which an optical modulation substance is arranged between a pair of conductive films facing each other are arranged in a matrix, and a plurality of pixels are connected in common for each row and a plurality of pixels for each column. An information electrode group in which the pixels of
In the optical modulation element, the scanning electrode group includes the conductive film and a transfer line having a resistance lower than that of the conductive film, and the pair of electrodes forming the pixel by applying different voltages to two adjacent transfer lines. Drive means for driving the optical modulation element so that a potential difference gradient is generated between the conductive films, and an auxiliary electrode having a resistance lower than that of the conductive film is provided at both ends of the substrate on which the scanning electrode group is provided. Lines are arranged and the auxiliary electrode lines are connected to a reference potential point, and the 1st to mth m transmission lines forming the scan electrode group are connected to a drive circuit for sequentially applying scan signals. In the optical modulation element, the auxiliary electrode lines are connected to each other and are connected to the first or m-th transmission line via the conductive film. According to the present invention, it is possible to perform good gradation display by the potential difference gradient method even in the pixels at the ends.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に従って説明する。本発明の駆動法
で用いられる光学変調物質としては、加えられる電界に
応じて第１の光学的安定状態（例えば明状態を形成する
ものとする）と第２の光学的安定状態（例えば暗状態を
形成するものとする）を有する、すなわち電界に対する
少なくとも２つの安定状態を有する物質、特にこのよう
な性質を有する液晶が最適である。The present invention will be described below with reference to the drawings. The optical modulator used in the driving method of the present invention includes a first optical stable state (for example, a bright state) and a second optical stable state (for example, a dark state) depending on an applied electric field. A material having at least two stable states against an electric field, in particular a liquid crystal having such properties.

本発明で用いることができる双安定性を有する液晶とし
ては、強誘電性を有するカイラルスメクチツク液晶が最
も好ましく、そのうちカイラルスメクチツクＣ相（SmC
＊）、Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｆ相（SmF＊）
やＧ相（SmG＊）の液晶が適している。この強誘電性液
晶については、“ル・ジユルナール・ド・フイジイク・
レツトル”（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTRE"）第36
巻（L-69）1975年の「フエロエレクトリツク・リキツド
・クリスタルス」（「Ferroelectric Liquid Crystal
s」）；“アプライド・フイジイツクス・レターズ”
（“Applied Physics Letters"）第36巻，第11号,1980
年の「サブミクロ・セカンド・バイステイブル・エレク
トロオプテイツク・スイツチング・イン・リキツド・ク
リスタルス」（「Submicro Second Bistable Electroop
tic Switchng in Liquid Crystels」）；“固体物理16
（141）1981「液晶」等に記載されており、本発明では
これらに開示された強誘電性液晶を用いることができ
る。The liquid crystal having bistability that can be used in the present invention is most preferably a chiral smectic liquid crystal having ferroelectricity, among which the chiral smectic C phase (SmC
*), H phase (SmH *), I phase (SmI *), F phase (SmF *)
Liquid crystals of G phase (SmG *) are suitable. For this ferroelectric liquid crystal, please refer to "Le Journal de Fiji
36th "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTRE"
Volume (L-69) 1975 "Ferroelectric Liquid Crystals"
s ");" Applied Fuzzy Letters "
("Applied Physics Letters") Volume 36, No. 11, 1980
"Submicro Second Bistable Electroop, Switching In Liquid Crystals"("Submicro Second Bistable Electroop"
tic Switchng in Liquid Crystels ”);“ Solid physics 16
(141) 1981 “Liquid crystal” and the like, and the ferroelectric liquid crystal disclosed therein can be used in the present invention.

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−Ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、ヘ
キシルオキシベンジリデン−Ｐ′−アミノ−２−クロロ
プロピルシンナメート（HOBACPC）および４−ｏ−（２
−メチル）−ブチルレゾルシリデン−４′−オクチルア
ニリン（MBRA8）等が挙げられる。More specifically, examples of the ferroelectric liquid crystal compound used in the method of the present invention include desiloxybenzylidene-P'-amino-2-methylbutylcinnamate (DOBAMBC) and hexyloxybenzylidene-P'-amino-. 2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC) and 4-o- (2
-Methyl) -butyl resorcylidene-4'-octylaniline (MBRA8) and the like.

これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化合
物が、SmC＊、SmH＊、SmI＊、SmF＊、SmG＊となるよう
な温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーター
が埋め込まれた銅ブロツク等により支持することができ
る。When an element is constructed using these materials, the element is heated by a heater as necessary in order to keep the liquid crystal compound in a temperature state where it becomes SmC *, SmH *, SmI *, SmF *, SmG *. It can be supported by embedded copper blocks or the like.

第１図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。11と11′は、In₂O₃,SnO₂やITO（インジウム−
テイン−オキサイド）等の透明電極がコートされた基板
（ガラス板）であり、その間に液晶分子層12がガラス面
に垂直になるよう配向したSmC＊相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線13が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子13は、その分子に直交した方向に双極子モー
メント（Ｐ⊥）14を有している。基板11と11′上の電極
間に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子13の
らせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）14はす
べて電界方向に向くよう、液晶分子13の配向方向を変え
ることができる。液晶分子13は細長い形状を有してお
り、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従
って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置
関係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によって
光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易
に理解される。さらに液晶セルの厚さを充分に薄くした
場合（例えば１μ）には、第２図に示すように電界を印
加していない状態でも液晶分子のらせん構造はほどけ
（非らせん構造）、その双極子モーメントＰ又はＰ′は
上向き（24）又は下向き（24′）のどちらかの配向状態
をとる。このようなセルに第２図に示す毎く一定の閾値
以上の極性の異る電界Ｅ又はＥ′を付与すると、双極子
モーメント電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応して上
向き24又は下向き24′と向きを変え、それに応じて液晶
分子は第１の安定状態23（明状態）か或は第２の安定状
態23′（暗状態）の何れか一方に配向する。FIG. 1 schematically shows an example of a ferroelectric liquid crystal cell. 11 and 11 'are In ₂ O ₃ , SnO ₂ and ITO (Indium-
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as thein-oxide), and an SmC * phase liquid crystal oriented so that the liquid crystal molecular layer 12 is perpendicular to the glass surface is enclosed between the substrates. A thick line 13 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (P⊥) 14 in a direction orthogonal to the molecule. When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11 and 11 ', the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled, and all the dipole moments (P⊥) 14 are oriented in the direction of the electric field. You can change direction. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape, and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof, and therefore, for example, if polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship are placed above and below a glass surface. It is easily understood that the liquid crystal optical modulation element has optical characteristics that change depending on the polarity of voltage application. Further, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μ), the helical structure of the liquid crystal molecules is unraveled (non-helical structure) even when no electric field is applied, as shown in FIG. The moment P or P'takes either an upward (24) or downward (24 ') orientation state. When an electric field E or E'having a polarity different from a certain threshold value as shown in FIG. 2 is applied to such a cell, the upward or downward direction 24 or 24 depending on the electric field vector of the dipole moment electric field E or E '. ', And accordingly, the liquid crystal molecules are oriented in either the first stable state 23 (bright state) or the second stable state 23' (dark state).

この様な強誘電性液晶を光学変調素子として用いること
の利点を２つあげる。第１に応答速度が極めて速いこ
と、第２に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。第２の点を例えば第２図によって説明すると、電界
Ｅを印加すると液晶分子は第１の安定状態23に配向する
が、この状態は電界を切ってもこの第１の安定状態23が
維持され、又、逆向きの電界Ｅ′を印加すると、液晶分
子は第２の安定状態23′に配向してその分子の向きを変
えるが、やはり電界を切ってもこの状態に保ち、それぞ
れの安定状態でメモリー機能を有している。このような
応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、
セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には
0.5μ〜20μ、特に１μ〜５μが適している。この種の
強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶
−電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、
米国特許第4,367,924号明細書で提案されている。There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulator. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of the liquid crystal molecules has bistability. The second point will be explained with reference to FIG. 2, for example. When an electric field E is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 23. In this state, the first stable state 23 is maintained even when the electric field is cut off. Also, when a reverse electric field E'is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 23 'and change their orientation. It has a memory function. In order to effectively realize such a high response speed and bistability,
It is preferable that the cell is as thin as possible, generally
0.5 μ to 20 μ, particularly 1 μ to 5 μ are suitable. A liquid crystal-electro-optical device having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal is, for example, by Clark and Lagabal,
Proposed in US Pat. No. 4,367,924.

次に、本発明で用いる液晶光学素子の詳細を第３図を参
照して説明する。Next, details of the liquid crystal optical element used in the present invention will be described with reference to FIG.

第３図中の31は、一方の基板である。32は表示導電膜で
あり、31の基板上に積層されている。33と34は、低抵抗
の金属フィルムからなる補助電極ラインであり、補助電
極ライン33は１番目の電送電極ラインに相当し、補助電
極34はＭ番目の電送電極ラインに相当している。35-1,3
5-2,‥‥35-Nは補助電極ライン33及び34と同様の金属フ
イルムを使用した電送電極ラインで、２番目からＭ−１
番目の電送電極ラインに相当している。補助電極ライン
33と34および電送電極35は、表示導電膜32上に等間隔に
平行に並んで積層されている。又基板31に対して図示さ
れていない他方の基板が対向しており、該他方の基板上
の図中画素Ａの領域に対応する領域には対向導電膜（対
向電極）36が配置されている。表示用導電膜32と対向電
極34との間には、前述した光学変調物質がサンドイツチ
されている。Reference numeral 31 in FIG. 3 denotes one of the substrates. Reference numeral 32 is a display conductive film, which is laminated on the substrate of 31. Reference numerals 33 and 34 denote auxiliary electrode lines formed of a low resistance metal film, the auxiliary electrode line 33 corresponds to the first transmission electrode line, and the auxiliary electrode 34 corresponds to the Mth transmission electrode line. 35-1,3
5-2, ... 35-N is a transmission electrode line using a metal film similar to the auxiliary electrode lines 33 and 34, and is the second to M-1
It corresponds to the th transmission electrode line. Auxiliary electrode line
33 and 34 and the transmission electrode 35 are laminated on the display conductive film 32 in parallel at equal intervals. The other substrate (not shown) is opposed to the substrate 31, and a counter conductive film (counter electrode) 36 is arranged in a region on the other substrate corresponding to the region of the pixel A in the drawing. . The above-mentioned optical modulator is sandwiched between the display conductive film 32 and the counter electrode 34.

前記により構成される液晶光学素子では、電送電極ライ
ン35-1に印加された走査信号により表示導電膜32の面内
に電位勾配を付与することによって対向電極36との間の
電界の勾配を生じさせる。この際、たとえば電送電極ラ
イン35-1に電圧Vaを印加し、これと隣り合う電送電極ラ
イン35-2と補助電極ライン33を基準電位点V_E（たとえば
０ボルト）に接続すると、第４図（ａ）の様に電送電極
間である35-1/33間と35-1/35-2間の導電膜32の面内の長
さ方向l₁,l₂にVaの電位勾配を付与することができる。
この時、強誘電性液晶の反転閾値電圧VthをVaとした
時、対向電極36に−Vbを印加すると、第４図（ｂ）に示
す様に導電膜32の面内の長さ方向m₁とm₂に対応する強誘
電性液晶に反転閾値電圧Vth以上の電位差Va＋Vbが印加
されることになり、かかるm₁とm₂に対応した領域が例え
ば明状態から暗状態に反転することができる。従って、
本発明では画素毎に階調情報に応じた値でVbを印加する
ことによって階調性を表現することができる。この際、
対向電極36に印加する電圧信号−Vbを階調情報に応じて
その電圧値を変調してもよく、又は階調情報に応じてそ
のパルス幅を変調してもよく若しくはそのパル数を変調
することによっても階調性を制御することができる。In the liquid crystal optical element constituted by the above, a gradient of the electric field between the counter electrode 36 is generated by applying a potential gradient in the surface of the display conductive film 32 by the scanning signal applied to the transmission electrode line 35-1. Let At this time, for example, when a voltage Va is applied to the transmission electrode line 35-1 and the transmission electrode line 35-2 and the auxiliary electrode line 33 which are adjacent to the voltage Va are connected to the reference potential point V _E (for example, 0 volt), FIG. As shown in (a), a potential gradient of Va is applied in the longitudinal directions l ₁ and l ₂ of the conductive film 32 between the transmission electrodes 35-1 / 33 and 35-1 / 35-2. be able to.
At this time, the intensity when the inversion threshold voltage Vth of the ferroelectric liquid crystal was Va, is applied to -Vb to the counter electrode 36, the longitudinal direction m ₁ in the plane of the conductive film 32 as shown in FIG. 4 (b) may be a ferroelectric liquid crystal corresponding to the m ₂ will be inversion threshold voltage Vth or higher potential difference Va + Vb is applied, inverted from area corresponding to such m ₁ and m ₂ is for example a bright state to a dark state . Therefore,
In the present invention, gradation can be expressed by applying Vb with a value corresponding to gradation information for each pixel. On this occasion,
The voltage value of the voltage signal −Vb applied to the counter electrode 36 may be modulated in accordance with the gradation information, or its pulse width may be modulated in accordance with the gradation information, or its number of pulses is modulated. It is also possible to control the gradation.

又、本発明では前述の階調信号を印加するに先立って、
画素を明状態か暗状態のうち何れか一方の状態にする消
去ステツプを経てから、その状態を反転させる反転電圧
が階調に応じて制御されて強誘電性液晶に印加される様
にしておくことが必要である。Further, in the present invention, prior to applying the above-mentioned gradation signal,
After the erasing step for setting the pixel to either the bright state or the dark state, the inversion voltage for inverting the state is controlled according to the gradation and applied to the ferroelectric liquid crystal. It is necessary.

さらに、本発明の好ましい光学変調素子の具体例を挙げ
て説明する。Further, specific examples of preferable optical modulation elements of the present invention will be described.

第３図においてガラス基板31上にスパツタリング法によ
って約200Åの厚さの透明導電膜であるSnO₂膜を形成し
表示用導電膜32とした。このSnO₂膜のシート抵抗は105
Ω／□であった。次いで、1000Å厚でAlを前述のSnO₂膜
上に真空蒸着し、再びパターニングすることにより第３
図の如くAlで形成した電送電極ライン35-1,35-2,‥‥35
-Nと補助電極33と34を形成した。本例ではこのＭ−２本
（Ｎ本に相当）に形成した電送電極ラインと２本の補助
電極ラインの全ラインのそれぞれの間隔を230μとし
た。この電送電極ライン35と補助電極ライン33及び34の
シート抵抗は約0.4Ω／□であり、その幅を約20μとし
た。一方、対向基板には領域Ａをカバーするような、IT
O膜を対向電極36として設けた。この対向電極36となるI
TO膜のシート抵抗は約20Ω／□であった。In FIG. 3, a SnO ₂ film, which is a transparent conductive film having a thickness of about 200 Å, was formed on a glass substrate 31 by a sputtering method to form a display conductive film 32. The sheet resistance of this SnO ₂ film is 105.
It was Ω / □. Then, Al is vacuum-deposited on the above-mentioned SnO ₂ film to a thickness of 1000 Å and patterned again to form a third layer.
Transmission electrode lines 35-1, 35-2, 35 formed of Al as shown in the figure
-N and auxiliary electrodes 33 and 34 were formed. In this example, the distance between each of the M-2 (equivalent to N) formed transmission electrode lines and the two auxiliary electrode lines was 230 μm. The sheet resistance of the transmission electrode line 35 and the auxiliary electrode lines 33 and 34 is about 0.4Ω / □, and the width thereof is about 20μ. On the other hand, the counter substrate is
An O film was provided as the counter electrode 36. I will be the counter electrode 36
The sheet resistance of the TO film was about 20Ω / □.

このようにして作成された２つの基板のそれぞれの表面
に液晶配向膜として約500Åのポリビニルアルコール層
を形成し、ラビング処理を施した。A polyvinyl alcohol layer of about 500 liters was formed as a liquid crystal alignment film on each surface of the two substrates thus formed, and subjected to rubbing treatment.

次に、２つの基板を対向させ、間隙が約１μとなるよう
調節し、強誘電性液晶（ｐ−η−オクチルオキシ安息香
酸−Ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）フエニルエステ
ルとｐ−η−ノニルオキシ安息香酸−Ｐ′−（２−メチ
ルブチルオキシ）フエニルエステルを主成分とした液晶
組成物）を注入した。表示用導電膜32と対向電極34か重
なる部分画素Ａの形状は、230μ×230μであって、液晶
注入後の静電容量は約3PFであった。但し、画素Ａの幅
は とした。Next, the two substrates are opposed to each other, and the gap is adjusted to be about 1 μ, and the ferroelectric liquid crystal (p-η-octyloxybenzoic acid-P '-(2-methylbutyloxy) phenyl ester and p- A liquid crystal composition containing η-nonyloxybenzoic acid-P ′-(2-methylbutyloxy) phenyl ester as a main component was injected. The shape of the partial pixel A where the display conductive film 32 and the counter electrode 34 overlap was 230 μ × 230 μ, and the electrostatic capacity after liquid crystal injection was about 3 PF. However, the width of pixel A is And

このようにして形成した液晶セルの両側に、偏光板をク
ロスニコルにして配設し、光学特性を観測した。Polarizing plates were arranged in crossed Nicols on both sides of the liquid crystal cell thus formed, and optical characteristics were observed.

第５図は、電気信号の印加方法を模式的に示したもので
あり、第６図及び第７図はその時に与える電気信号であ
る。第６図は、第５図の駆動回路44で発生するシグナル
（ｂ）の波形を、第７図（ａ）〜（ｅ）は第５図の駆動
回路43で発生するシグナル（ａ）の波形を表わしてい
る。FIG. 5 schematically shows a method of applying an electric signal, and FIGS. 6 and 7 show electric signals given at that time. FIG. 6 shows the waveform of the signal (b) generated by the drive circuit 44 of FIG. 5, and FIGS. 7 (a) to (e) show the waveform of the signal (a) generated by the drive circuit 43 of FIG. Is represented.

さてシグナル（ｂ）として、−12Vの200μsecパルスを
又シグナル（ａ）として、8Vの200μsecパルスをあらか
じめ同期して与える（これを消去パルスと呼ぶ）消去ス
テツプを設ける。すると、液晶は第１の安定状態にスイ
ツチングされ、画素Ａ全体が明状態となる（このように
クロス偏光板を配置した）。An erasing step for providing a −12 V 200 μsec pulse as the signal (b) and a 8 V 200 μsec pulse in synchronization with each other in advance (referred to as an erase pulse) is provided. Then, the liquid crystal is switched to the first stable state, and the entire pixel A is in the bright state (the cross polarizing plate is arranged in this way).

この状態により第７図（ａ）〜（ｅ）に示される様な種
々のパルスをシグナル（ｂ）として電送電極ライン35-
1,35-2,‥‥35-Nに駆動回路43からのパルスと同期させ
て印加した時の画素Ａの光学的状態を第８図に示す。こ
の際、駆動回路43からのパルスは第６図のパルスを用い
る。又、この時、補助電極ライン33および電送電極ライ
ン35-2は基準電位点V_E（例えば０ボルト）に接続されて
いる。電送電極ライン35-1にパルス印加電圧−2V（第７
図（ａ）に対応）では全く明状態81からの変化は生じな
い。（第８図（ａ））が、パルス電圧−5V（第７図
（ｂ）に対応）では電送電極ライン35-1の近傍の液晶
が、その閾値電圧を越える電界のために暗状態82へスイ
ツチングする（第８図（ｂ）に対応）。さらに印加電圧
を−8V（第７図（ｃ）に対応），−14V（第７図（ｄ）
に対応）と大きくした場合には、液晶の反転の閾値を越
える範囲が拡がるため暗状態82の領域は（第８図（ｃ）
に対応）広くなり、印加電圧−20V（第７図（ｅ）に対
応）で画素Ａ全体が暗状態にスイツチングされる。（第
８図（ｄ）に対応）。この様にして階調性のある画像を
形成できる。この時、上記に示した画素Ａの液晶が配向
した画素位置は第３図からもわかる様に液晶パネルの基
板31において一番端に位置する所である。従って、たと
えば、補助電極ライン33と34が設けられておらず電送電
極ライン35-1,35-2,‥‥35-Nのみで構成されている光学
素子において、液晶パネルの基板31において、電送電極
ライン35-1を１番目のラインとすると、これに対応する
画素を表示する場合、第９図に示した様に基準電位点V_E
（例えばOv）を接続する電送電極ラインは35-2となり、
例えば走査線とした電送電極35-1に信号電圧Vaを印加す
ると、電送電極ライン間35-1と35-2の導電膜32の面内長
さ方向１のみにVaの電位勾配が付与されるのみであ
る。従って、第10図に示される様に、電送電極ライン間
35-1と35-2に対応する画素Ｂにおいて、たとえばシグナ
ル（ｂ）から印加パルス−20Vを電送電極ライン35-1に
印加した場合（第７図（ｅ）に対応）においても、画素
Ｂ内において閾値電圧を越えて液晶が反転する領域は全
体の1/2に減ってしまう。この様に複数電送電極ライン
のみで構成されている場合１番目と最後の電送電極に対
応する画素の反転領域が1/2に減少してしまうことは液
晶パネルについてみるとパネル両端のライン状に反転領
域の減少が発生することになる。従って、本発明では第
５図に示す様に複数の電送電極ライン35-1,35-2,‥‥35
-Nの両側に補助電極ライン33と34を設け、これらの補助
電極33と34を基準電位点V_E（例えばOv）にあらかじめ接
続しておくことで、上記によって発生した反転領域の減
少を防ぐことが可能となった。In this state, various pulses as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (e) are used as signals (b) for transmitting the electrode line 35-.
FIG. 8 shows the optical state of the pixel A when 1, 35-2, ..., 35-N are applied in synchronization with the pulse from the drive circuit 43. At this time, the pulse from the drive circuit 43 is the pulse shown in FIG. At this time, the auxiliary electrode line 33 and the transmission electrode line 35-2 are connected to the reference potential point V _E (for example, 0 volt). Pulse applied voltage −2V (7th pulse) to the transmission electrode line 35-1
In the case of (a), there is no change from the bright state 81. When the pulse voltage is -5V (corresponding to FIG. 7 (b)) (FIG. 8 (a)), the liquid crystal near the transmission electrode line 35-1 goes into the dark state 82 due to the electric field exceeding the threshold voltage. Switch (corresponding to FIG. 8 (b)). Further, the applied voltage is −8V (corresponding to FIG. 7 (c)), −14V (FIG. 7 (d))
(Corresponding to the above), the range exceeding the threshold for liquid crystal inversion is widened, so that the area in the dark state 82 is (FIG. 8 (c)).
(Corresponding to FIG. 7), the entire pixel A is switched to the dark state by the applied voltage of −20 V (corresponding to FIG. 7 (e)). (Corresponding to FIG. 8 (d)). In this way, a gradation image can be formed. At this time, the pixel position in which the liquid crystal of the pixel A is aligned is located at the end of the substrate 31 of the liquid crystal panel, as can be seen from FIG. Therefore, for example, in an optical element in which the auxiliary electrode lines 33 and 34 are not provided and only the transmission electrode lines 35-1, 35-2, ... Assuming that the electrode line 35-1 is the first line, when displaying the pixel corresponding thereto, as shown in FIG. 9, the reference potential point V _E
The transmission electrode line connecting (eg Ov) is 35-2,
For example, when a signal voltage Va is applied to the transmission electrode 35-1 which is a scanning line, a potential gradient of Va is applied only in the in-plane length direction 1 of the conductive film 32 between the transmission electrode lines 35-1 and 35-2. Only. Therefore, as shown in Fig. 10, between the transmission electrode lines
In the pixel B corresponding to 35-1 and 35-2, for example, when the applied pulse -20V from the signal (b) is applied to the transmission electrode line 35-1 (corresponding to FIG. 7 (e)), the pixel B The area where the liquid crystal inverts above the threshold voltage is reduced to half of the total area. When the liquid crystal panel is composed of only a plurality of transmission electrode lines, the inversion area of the pixels corresponding to the first and last transmission electrodes is reduced to 1/2. A decrease in the inversion area will occur. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 5, a plurality of transmission electrode lines 35-1, 35-2 ,.
-By providing auxiliary electrode lines 33 and 34 on both sides of N and connecting these auxiliary electrodes 33 and 34 to the reference potential point V _E (eg Ov) in advance, the reduction of the inversion region caused by the above is prevented. It has become possible.

第11図は本発明によるマトリツクス駆動に適用した際の
具体例を表わしている。第11図に示す表示パネルはガラ
ス基板113の上に導電膜111が積層されさらに導電膜111
の上には低抵抗である補助電極ライン110と電送電極ラ
イン112（112a,112b,112c）が配線されている。FIG. 11 shows a specific example when applied to matrix driving according to the present invention. The display panel shown in FIG. 11 has a conductive film 111 laminated on a glass substrate 113.
An auxiliary electrode line 110 having a low resistance and a transmission electrode line 112 (112a, 112b, 112c) are wired on the upper part of the above.

基板113と対向する対向基板（図示せず）に設けたスト
ライプ状の導電膜からなる対向電極114（114a,114b）が
配置され、前述の導電膜111と対向電極114との間に強誘
電性液晶が配置される。A counter electrode 114 (114a, 114b) formed of a stripe-shaped conductive film is provided on a counter substrate (not shown) facing the substrate 113, and the ferroelectric film is provided between the conductive film 111 and the counter electrode 114. A liquid crystal is arranged.

本発明の駆動法では、書込みに先立ってたとえば全電送
電極102を同電位にしてストライプ状導電膜との間に一
様な電界を印加することとし補助電極110を基準電位点V
_E（例えばOv）に接続し導電膜111とストライプ状対向電
極114との交差部で形成される画素の全部又は所定部を
一時に明状態か暗状態のうちの何れか１方の状態とする
か、又は書込みライン毎に書込みに先立ってライン上の
画素の全部又は所定部を明状態か暗状態のうちの何れか
１方の状態とした後に、電送電極112（112a,112b,112
c）毎に第６図に示すパルスを走査信号として順次印加
する。また走査信号の印加されていない電送電極は基準
電位点（例えば０ボルト）に接続することによって、導
電膜111に順次隣りの電送電極112との間での電位勾配を
付与することができる。この際、走査選択信号は、強誘
電性液晶の反転閾値電圧と等しいかこれにより若干小さ
めの電圧のパルスとすることが好ましい。In the driving method of the present invention, prior to writing, for example, all the transmission electrodes 102 are made to have the same potential, and a uniform electric field is applied between the auxiliary electrodes 110 and the stripe-shaped conductive film.
All or a predetermined part of the pixels which are connected to _E (for example, Ov) and are formed at the intersections of the conductive film 111 and the stripe-shaped counter electrode 114 are temporarily set to either the bright state or the dark state. Alternatively, the writing electrodes 112 (112a, 112b, 112) are set for each writing line before all or predetermined portions of the pixels on the line are set to either the bright state or the dark state.
The pulses shown in FIG. 6 are sequentially applied as a scanning signal every c). Further, by connecting the transmission electrode to which the scanning signal is not applied to the reference potential point (for example, 0 volt), the conductive film 111 can be sequentially provided with a potential gradient between the adjacent transmission electrodes 112. At this time, the scan selection signal is preferably a pulse having a voltage equal to or slightly smaller than the inversion threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal.

一方、複数のストライプ状対向電極には、各電極毎に電
送電極112に印加した走査選択信号と同期させて、第７
図（ａ）〜（ｅ）に示す様な階調情報に応じた電圧信号
を印加することによって、走査線上の画素を階調に応じ
て書込みを行なうことができる。従って、上述の書込み
を線順次書込みを行なうことによって、第12図に示すよ
うに階調性をもつ１画面を形成することができる。On the other hand, for each of the plurality of stripe-shaped counter electrodes, the seventh electrode is synchronized with the scanning selection signal applied to the transmission electrode 112 for each electrode.
By applying the voltage signal according to the gradation information as shown in FIGS. 9A to 9E, the pixels on the scanning line can be written according to the gradation. Therefore, by performing line-sequential writing as described above, it is possible to form one screen having gradation as shown in FIG.

ここで、第12図に示す表示パネルは、表示用導電膜121
上には低抵抗からなる金属で設けられた補助電極ライン
124と125と、電送電極ライン123（S₁,S₂,S₃,S₄，‥‥
S_n）が表示用導電膜121上に等間隔でストライプ状に形
成されている。123は、対向する電極であり、ストライ
プ状の導電膜で配置されて、前述の表示用導電膜121と
対向電極123との間に強誘電液晶が配置される。Here, the display panel shown in FIG.
Auxiliary electrode line made of low resistance metal on top
124 and 125, and the transmission electrode line 123 (S ₁ , S ₂ , S ₃ , S ₄ , ...
S _n ) are formed in stripes on the display conductive film 121 at equal intervals. Reference numeral 123 denotes an opposing electrode, which is arranged with a stripe-shaped conductive film, and the ferroelectric liquid crystal is arranged between the above-mentioned display conductive film 121 and the counter electrode 123.

前記表示パネルの駆動法としては、走査信号としてたと
えば最初に端子の奇数電極S₁,S₃,S₅，‥‥S_2N-1順に走
査信号を印加し、次に端子の偶数電極S₂,S₄,S₆，‥‥S
_2Nを順次印加してもよい。この際、補助電極ライン124
と125及び奇数電極走査の時には偶数電極を、偶数電極
走査の時には奇数電極を基準電位点V_E（例えばOv）に接
続しておくことで、走査信号が印加されている電送電極
ラインに電位勾配を付与することができる。又、本発明
の効果により表示パネルの両端の電送電極S₁とS_2Nにも
同様の電位勾配をもたすことができる。更に、前記基準
電位点V_Eをもち上げてやっても良い（Ov＜V_E）。この時
Va−V_Eの値は小さくなるため階調のための電位勾配は緩
かになるが、情報信号に印加する電位点を小さくするこ
ともできる。又逆に基準電位点V_Eの電位を下げてやるこ
とでVa−V_Eの値を大きくして階調の巾を広げることもで
きる。As a driving method of the display panel, as a scanning signal, for example, first, odd-numbered electrodes S ₁ , S ₃ , S ₅ , ..., S _{2N-1 of} terminals are sequentially applied, and then even-numbered electrodes S ₂ , S ₄ , S ₆・ ・ ・ S
_2N may be sequentially applied. At this time, the auxiliary electrode line 124
And 125 and the odd electrode during scanning of the odd electrode and the odd electrode during scanning of the even electrode are connected to the reference potential point V _E (eg Ov), the potential gradient is applied to the transmission electrode line to which the scanning signal is applied. Can be given. Further, due to the effect of the present invention, the same potential gradient can be given to the transmission electrodes S ₁ and S _2N at both ends of the display panel. Further, the reference potential point V _E may be raised (Ov <V _E ). This time
Since the value of Va-V _E becomes small, the potential gradient for gradation becomes gentle, but the potential point applied to the information signal can be made small. Conversely, by lowering the potential of the reference potential point V _E , the value of Va−V _E can be increased and the gradation range can be widened.

次に本発明によれば前述のストライプ状電極123に順次
走査信号を印加し、この走査信号と同期させて補助電極
124と125をあらかじめ基準電位点V_Eに接続し奇数番目
（又は偶数番目）の電送電極に階調信号を印加し、偶数
番目（又は奇数番目）の電送電極を基準電位点V_Eに接続
した後、次に偶数番目（又は奇数番目）電送電極に階調
信号を印加し奇数番目（又は偶数番目）の電送電極を基
準電位点V_Eに接続することによって全画素にわたり階調
駆動が行なえる。Next, according to the present invention, a scanning signal is sequentially applied to the above-mentioned striped electrode 123, and the auxiliary electrodes are synchronized with this scanning signal.
Connect 124 and 125 to the reference potential point V _E in advance, apply the gradation signal to the odd-numbered (or even-numbered) transmission electrodes, and connect the even-numbered (or odd-numbered) transmission electrodes to the reference potential point V _E. After that, by applying a gradation signal to the even-numbered (or odd-numbered) transmission electrodes and connecting the odd-numbered (or even-numbered) transmission electrodes to the reference potential point V _E , gradation driving can be performed over all pixels. .

以上本発明について最も好ましい例として強誘電性液
晶、特に少なくとも２つの安定状態をもつ強誘電性液晶
において説明したが本発明はこの他、ツイステツドネマ
チツク液晶、ゲストホスト液晶、さらに液晶以外の素子
にも適用しうる。The present invention has been described above with reference to a ferroelectric liquid crystal as a most preferable example, particularly a ferroelectric liquid crystal having at least two stable states. However, the present invention is not limited to this, and other than the twisted nematic liquid crystal, guest-host liquid crystal, and liquid crystal It can also be applied to devices.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、表示パネルへの高速書込みが可能であ
る上、入力信号として電圧値、あるいはパルス幅あるい
はパルス数等によって変調された階調信号を印加するこ
とにより、階調表示を行なうことができる。According to the present invention, high-speed writing to a display panel is possible, and gray scale display is performed by applying a gray scale signal modulated by a voltage value, a pulse width, a pulse number or the like as an input signal. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図及び第２図は、本発明で用いる強誘電性液晶素子
を模式的に示す斜視図である。第３図は本発明で用いる
一方の基板を表わす斜視図である。第４図（ａ）と
（ｂ）は、本発明で用いる電位勾配を模式的に表わす説
明図である。第５図は、本発明で用いる液晶光学素子の
断面図である。第６図及び第７図（ａ）〜（ｅ）は、本
発明で用いるパルス波形を表わす説明図である。第８図
（ａ）〜（ｄ）は、画素の階調性を表わす模式図であ
る。第９図は、本発明外の電位勾配を模式的に表わした
説明図で、第10図はその時の画素を表わす説明図であ
る。第11図は、本発明で用いる別の一方の基板を表わす
斜視図である。第12図は、本発明で用いるマトリクス電
極構造を表わした平面図である。1 and 2 are perspective views schematically showing a ferroelectric liquid crystal element used in the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing one of the substrates used in the present invention. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are explanatory views schematically showing the potential gradient used in the present invention. FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal optical element used in the present invention. 6 and 7 (a) to (e) are explanatory views showing pulse waveforms used in the present invention. FIGS. 8A to 8D are schematic diagrams showing the gradation of pixels. FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a potential gradient outside the present invention, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing a pixel at that time. FIG. 11 is a perspective view showing another substrate used in the present invention. FIG. 12 is a plan view showing a matrix electrode structure used in the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−201217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−20851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−122098（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 61-201217 (JP, A) JP 52-20851 (JP, A) JP 52-122098 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】対向する一対の導電膜間に光学変調物質が
配された画素を行列状に複数配列し、行毎に複数の画素
を共通に接続した走査電極群と、列毎に複数の画素を共
通に接続した情報電極群と、を備えた光学変調素子にお
いて、 前記走査電極群は前記導電膜とそれより低抵抗の電送ラ
インを有しており、 隣接する２つの電送ラインへの異なる電圧の印加によっ
て前記画素を構成する前記一対の導電膜間に電位差勾配
が生じるように、前記光学変調素子を駆動する駆動手段
を備えており、 前記走査電極群が設けらている基板の両端部に、前記導
電膜より低抵抗の補助電極ラインが配置されるととも
に、該補助電極ラインが基準電位点に接続されており、 前記走査電極群を構成する１番目からｍ番目のｍ本の電
送ラインは、走査信号を順次印加する駆動回路に接続さ
れており、 前記補助電極ラインはそれぞれ前記１番目またはｍ番目
の電送ラインに前記導電膜を介して接続されていること
を特徴とする光学変調素子。1. A scanning electrode group in which a plurality of pixels in which an optical modulation substance is arranged between a pair of conductive films facing each other are arranged in a matrix, and a plurality of pixels are commonly connected in each row, and a plurality of pixels in each column. In an optical modulation element including an information electrode group in which pixels are commonly connected, the scanning electrode group includes the conductive film and a transmission line having a resistance lower than that of the conductive film, and different scanning lines are provided to two adjacent transmission lines. A driving unit that drives the optical modulation element is provided so that a potential difference gradient is generated between the pair of conductive films that form the pixel by applying a voltage, and both ends of the substrate on which the scanning electrode group is provided. , An auxiliary electrode line having a resistance lower than that of the conductive film is arranged, and the auxiliary electrode line is connected to a reference potential point, and the 1st to mth m transmission lines forming the scanning electrode group are formed. Sequentially scan signals An optical modulation element, wherein the auxiliary electrode line is connected to the driving circuit to be added, and the auxiliary electrode line is connected to the first or mth transmission line via the conductive film. 【請求項２】前記光学変調物質は強誘電性液晶である特
許請求の範囲第１項に記載の光学変調素子。2. The optical modulation element according to claim 1, wherein the optical modulation substance is a ferroelectric liquid crystal.